4 de dezembro de 2017

Satélite chinês que estuda matéria escura detecta primeiros sinais

Resultados apontam uma possibilidade, mas ainda não uma forte evidência, sobre a existência das partículas mais abundantes do universo
O satélite chinês DAMPE (explorador de partículas de matéria escura), colocado em órbita em dezembro de 2015, obteve seus primeiros resultados científicos, que podem ajudar a compreender a natureza das partículas mais abundantes do universo, segundo publicou a revista "Nature" nesta quarta-feira (29).

O explorador, um dos primeiros grandes projetos de pesquisa astronômica da China, mediu uma ruptura no espectro energético dos raios cósmicos em categoria próxima a 0,9 teraelétron-volt (TeV), dados que contribuirão para estudar a enigmática matéria escura. Em seus primeiros 530 dias de operações – até 8 de junho – a missão chinesa detectou 1,5 milhão de raios cósmicos de elétrons e pósitrons acima de 25 gigaelétron-volt (GeV), segundo divulgou a Academia Chinesa das Ciências (CAS) em comunicado.

Junto com os dados sobre a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, as medições de raios gama de alta energia e a informação de outros telescópios astronômicos, DAMPE pode ajudar a esclarecer a natureza do "decaimento ou aniquilação de particulas de matéria escura", afirmou Fan Yizhong, chefe adjunto do projeto.

O pesquisador afirmou que o satélite, no qual também colaboram instituições suíças e italianas, busca "revelar novos fenômenos do universo na janela dos teraelétron-volts".

O que é a matéria escura?

Os cientistas consideram que cerca de 4% do Universo são matéria comum, enquanto 26% são matéria escura, que não ainda não foi identificada além dos seus efeitos gravitacionais. A matéria escura é uma substância misteriosa, invisível aos telescópios e percebida apenas através da sua atração gravitacional sobre outros objetos no Universo.

O satélite Planck, da Agência Espacial Europeia, aposentado em 2013, estudou a radiação remanescente do "Big Bang", que criou o Universo há cerca de 14 bilhões de anos. O estudo, por sua vez, examinou como a luz de galáxias distantes é encurvada através da influência gravitacional da matéria.

"O resultado (...) tem implicações para a nossa compreensão do Universo, e de como este evoluiu durante seus quase 14 bilhões de anos de história", segundo um comunicado da RAS e do Observatório Europeu do Sul.
Fonte: https://g1.globo.com

A sonda Voyager 1 usou seus propulsores auxiliares pela primeira vez em 37 anos

Imagine tentar ligar um carro parado em uma garagem há 37 anos, e a mais de 20 bilhões de quilômetros de distância.  Foi o que a NASA fez esta semana com a sonda espacial Voyager 1 – e funcionou. Quatro dos propulsores da Voyager 1, a única que já alcançou o espaço interestelar, estavam adormecidos desde 1980, apenas três anos depois que a sonda foi lançada no universo. Agora, precisaram voltar à ativa.

Nos últimos anos, a sonda estava utilizando apenas seus “propulsores de controle de atitude”, para manter sua antena orientada para a Terra, de forma que pudesse continuar a se comunicar conosco. Esses propulsores disparam pequenos pulsos de apenas milissegundos. Só que, nos últimos três anos, eles se degradaram, preocupando o time da Voyager. Os especialistas em propulsão Carl Guernsey e Todd Barber, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (Califórnia, EUA) consideraram diferentes intervenções e como a sonda poderia responder a cada uma.

A melhor ideia pareceu tentar iniciar os quatro propulsores dormentes, “propulsores de manobra de correção da trajetória”, localizados na parte de trás da nave espacial, na esperança de que eles pudessem assumir o cargo de orientar corretamente a Voyager. Nos primeiros dias da missão, esses propulsores, de tamanho e funcionalidade idênticos aos propulsores de controle de atitude, foram usados para manter os instrumentos da sonda direcionados a Júpiter, Saturno e suas luas, quando Voyager voou por eles. 

Os engenheiros examinaram dados de décadas e decifraram o código de software desatualizado para se certificar de que poderiam tentar reativá-los sem causar danos à sonda. Depois de um teste da sua capacidade de orientar a nave espacial, usando pulsos de dez milissegundos, os cientistas esperam 19 horas e 35 minutos até que os dados chegassem à Terra, e receberam a boa notícia: os propulsores estavam operacionais.

Com esse sucesso, a Voyager 1 ganhou mais dois a três anos de vida. O plano da equipe é ativar os propulsores traseiros em estágios, visto que eles requerem aquecedores (e portanto energia), o que é uma tensão para a sonda em envelhecimento. Quando não houver mais energia para eles, a função voltará para os propulsores de controle de atitude.Os engenheiros provavelmente tentarão o mesmo com a sonda gêmea Voyager 2, quando seus propulsores de controle de atitude começarem a falhar também. Atualmente, eles estão em melhor forma do que os da Voyager 1. 

A sonda se encontra na periferia do nosso sistema solar, e entrará no espaço interestelar nos próximos anos. Isso significa que continuaremos em contato com as sondas por pelo menos mais alguns anos, à medida que elas viajam a quase 58.000 km/h pelo universo. 
Fonte: http://mentalfloss.com

Alnitak, Alnilam, Mintaka

Alnitak, Alnilam e Mintaka são as estrelas brilhantes azuladas de este para oeste (parte inferior à direita até cima à esquerda), ao longo da diagonal nesta linda paisagem cósmica. Também conhecida como Cintura de Orionte, estas três supergigantes azuis são mais quentes e muito mais massivas que o Sol. Estão situadas a 800-1500 anos-luz de distância, nascidas nas bem estudadas nuvens interestelares de Orionte. Na verdade, as nuvens de gás e poeira à deriva nesta região têm formas intrigantes e surpreendentemente familiares, incluindo a Nebulosa Cabeça de Cavalo e a Nebulosa da Chama perto de Alnitak em baixo e à direita. A famosa Nebulosa de Orionte está para a direita deste rico e colorido campo estelar. Este bem enquadrado mosaico composto por dois paineis abrange cerca de 4 graus no céu.
Crédito: Mohammad Nouroozi 

WASP-18B tem sufocante estratosfera sem água

Uma equipe de cientistas liderada pela NASA determinou que WASP-18b, um "Júpiter quente" localizado a 325 anos-luz da Terra, tem uma estratosfera carregada com monóxido de carbono, ou CO, mas não tem sinais de água.Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

Uma equipe liderada pela NASA encontrou evidências de que o planeta gigante WASP-18b está envolvido numa estratosfera sufocante carregada com monóxido de carbono e desprovida de água. Os resultados provêm de uma nova análise das observações feitas pelos telescópios espaciais Hubble e Spitzer.

A formação de uma camada estratosférica na atmosfera de um planeta é atribuída a moléculas parecidas com um "protetor solar", que absorvem os raios UV e a luz visível provenientes da estrela e, em seguida, libertam energia sob a forma de calor. O novo estudo sugere que o "Júpiter quente" WASP-18b, um planeta gigante que orbita muito perto da sua estrela hospedeira, tem uma composição invulgar, e a formação deste mundo pode ter sido bastante diferente da de Júpiter, bem como da dos gigantes gasosos noutros sistemas planetários.

"A composição de WASP-18b desafia todas as expetativas," comenta Kyle Sheppard do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, autor principal do artigo científico publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. "Nós não conhecemos nenhum outro exoplaneta onde o monóxido de carbono domina completamente a atmosfera superior."

Na Terra, o ozono absorve os raios UV na estratosfera, protegendo o nosso planeta de grande parte da radiação prejudicial do Sol. Para o punhado de exoplanetas com estratosferas, normalmente o composto absorvente é uma molécula como o óxido de titânio, um parente próximo do dióxido de titânio, usado na Terra como pigmento de tinta e ingrediente dos protetores solares.

Os cientistas analisaram os dados recolhidos para WASP-18b, localizado a 325 anos-luz da Terra, como parte de uma pesquisa para encontrar exoplanetas com estratosferas. O planeta gigante, com uma massa equivalente a 10 Júpiteres, já foi observado repetidamente, permitindo com que os astrónomos acumulassem uma quantidade relativamente grande de dados. Este estudo analisou cinco eclipses nos dados de arquivo do Hubble e dois nos do Spitzer.

A partir da luz emitida pela atmosfera do planeta em comprimentos de onda infravermelhos, além do visível, é possível identificar as impressões espectrais da água e de algumas outras moléculas importantes. A análise revelou a peculiar impressão digital de WASP-18b, que não se assemelha com nenhum exoplaneta estudado até agora. Para determinar quais as moléculas mais prováveis aí existentes, a equipa realizou uma extensa modelagem de computador.

"A única explicação consistente para os dados é uma superabundância de monóxido de carbono e muito pouco vapor de água na atmosfera de WASP-18b, além da presença de uma estratosfera," afirma Nikku Madhusudhan, coautor do artigo da Universidade de Cambridge. "Esta rara combinação de fatores abre uma nova janela para a nossa compreensão dos processos físico-químicos nas atmosferas exoplanetárias."

Os achados indicam que WASP-18b possui monóxido de carbono quente na estratosfera e monóxido de carbono mais frio na camada atmosférica logo abaixo, chamada troposfera. A equipa determinou isto detetando dois tipos de assinaturas para o monóxido de carbono, uma assinatura de absorção a um comprimento de onda de aproximadamente 1,6 micrómetros e uma assinatura de emissão a cerca de 4,5 micrómetros. Esta é a primeira vez que os investigadores detetaram os dois tipos de impressões digitais para um único tipo de molécula na atmosfera de um exoplaneta.

Em teoria, outro possível ajuste para as observações é o dióxido de carbono, que tem uma impressão digital similar. Mas os cientistas descartaram esta explicação porque se existisse oxigénio suficiente para formar dióxido de carbono, a atmosfera também deveria ter algum vapor de água.

Para produzir as assinaturas espectrais vistas pela equipa, a atmosfera superior de WASP-18b terá que estar a "abarrotar" com monóxido de carbono. Em comparação com outros Júpiteres quentes, a atmosfera deste planeta provavelmente contém 300 vezes mais "metais", elementos mais pesados do que o hidrogénio e hélio. Esta metalicidade extremamente elevada pode indicar que WASP-18b acumulou quantidades maiores de gelos sólidos durante a sua formação do que Júpiter, sugerindo que talvez não se tenha formado como outros Júpiteres quentes.

"O lançamento esperado do Telescópio Espacial James Webb e de outros futuros observatórios espaciais vão dar-nos a oportunidade de fazer observações de acompanhamento com instrumentos ainda mais poderosos e de continuar a explorar a incrível variedade de exoplanetas que existem por aí," conclui Avi Mandell, cientista exoplanetário de Goddard e segundo autor do artigo.
Fonte: ASTRONOMIA ONLINE

Qual a diferença entre a singularidade do Big Bang e de um buraco negro?

O universo é cheio de coincidências – como o tamanho da lua e do sol no céu, mesmo que eles sejam muito diferentes e distantes. Ou a forma da nebulosa Pac Man. Ou a natureza do próprio universo. Por exemplo, vamos considerar os buracos negros, regiões do espaço onde a matéria e energia são esmagadas tão densamente que a velocidade de escape gravitacional excede a velocidade da luz.

Nós não sabemos quão grandes os buracos negros são, mas é possível que eles tenham “engolido” uma região infinitamente densa, o que é conhecido como singularidade. Você já deve ter ouvido essa palavra antes, muito citada quando discutimos a formação do universo. 13,8 bilhões de anos atrás, tudo que existia foi esmagado em uma região de densidade infinita. Numa fracção de segundo, tudo se expandiu e o universo surgiu. Os astrônomos chamam essa região de densidade infinita de singularidade do Big Bang.

Duas singularidades diferentes

Será que a singularidade do Big Bang foi apenas a singularidade de um buraco negro muito grande? Um buraco negro com toda a massa do universo dentro dele?
De acordo com o Dr. Paul Matt Sutter, astrofísico da Universidade Estadual de Ohio e do Observatório Astronômico de Trieste, não. “A singularidade é um lugar de densidade infinita, e isso não é realmente uma coisa. Significa apenas que a matemática que estamos usando para descrever as coisas é quebrada, uma vez que temos infinitos em nossas respostas quando tentamos calcular o que está acontecendo. Até onde sabemos, essa deturpação matemática só acontece em dois locais. 

Um é no centro de um buraco negro, onde o material é tão comprimido que não podemos seguir a matemática mais, e o outro é no início do universo, quando o universo inteiro está esmagado em um pequeno volume de tão alta densidade que não podemos seguir a matemática mais. Então essa é a única coisa que eles têm em comum – que há uma singularidade, o que significa que não podemos fazer matemática mais”, Sutter explica a Fraser Cain, do Universe Today, conforme relata o site Phys.org.

Mas a singularidade dessas duas coisas é diferente. O buraco negro é um ponto no espaço-tempo, um pedaço do universo que está embutido em um universo maior, enquanto que a singularidade do Big Bang é todo o universo.

Por que o início do universo não “caiu” dentro de um buraco negro?

A densidade no início do universo era extremamente elevada. Então por que o universo não se comportou como um buraco negro? Por que, ao invés disso, se expandiu?
Comparar o início do universo a um buraco negro é uma coisa difícil. Em ambos os casos, estamos usando a relatividade geral, que governa as leis desses sistemas, para descrevê-los. Mas estamos usando o mesmo conjunto de equações em diferentes cenários, para descrever coisas diferentes.  Um buraco negro é uma solução particular de equações da relatividade geral de Einstein, e a solução decorre de fazer a pergunta ‘Se eu pegar um monte de coisas e compactá-las em incrivelmente altas densidades, o que acontece?’. A resposta é que você começa uma singularidade cercada por um horizonte de eventos”, explica Sutter.

Buracos negros poderiam ter se formado no início do universo?

Com densidades incrivelmente altas, será que um pedaço do universo comprimido não formou um buraco negro? Sutter crê que talvez nos primeiros microssegundos.

E por que esse buraco negro não consumiu o resto do universo?

O que separa um buraco negro do resto das coisas é que ele é muito mais denso do que seus arredores. A fim de criar um, é necessário ter um pouco de material extra, como uma nuvem de gás ou uma estrela, com uma densidade pouco maior do que o normal. Em seguida, a gravidade pode trabalhar e começar a puxar mais e mais coisas, até chegar ao colapso gravitacional que leva a um buraco negro.

No início do universo, tudo era uniforme. Não havia diferenças de gravidade. A densidade era alta, mas não se sentia qualquer força gravitacional em qualquer lugar porque tudo tinha a mesma densidade. Buracos negros só apareceram no universo muito mais tarde.

No início do universo, temos uma solução diferente. O buraco negro é estático – é fixo, é imutável com o tempo. Isso é uma suposição na matemática. No início do universo, as coisas estão mudando. É um conjunto diferente de questões que estamos tentando responder quando aplicamos a relatividade geral.

“Se eu encher todo o universo uniformemente com um monte de coisas, o que todo o universo faz?”. Há apenas duas respostas. Ou as coisas no universo fazem com que o material entre em colapso e se contraia, ou as coisas no universo fazem com que o universo se expanda. E isso depende do que o universo é feito – e ele é feito do tipo de coisa que faz com que se expanda. É esse componente de evolução temporal que é importante, que define a diferença entre o que está acontecendo no início do universo e o que está acontecendo em um buraco negro.

O universo está se expandindo, mas pode um dia entrar em colapso?

Vários astrofísicos e cosmólogos se preocupam com um cenário trágico para o fim do universo: o Big Cruch, o oposto do Big Bang. Se isso acontecesse, a expansão vista hoje iria desacelerar, parar e, em seguida, se reverter. No momento, não dá para saber bem o que será do universo. Por enquanto, a energia escura está aqui, e ela faz com que a expansão do universo acelere e não o contrário. Mas também podemos ver a hipótese do colapso com outros olhos. Se tomássemos a massa e energia do universo inteiro e as transformássemos em um buraco negro, isso teria quase a mesma densidade exata que o próprio universo, e um horizonte de eventos maior do que o universo observável.  Ou seja, se estivéssemos vivendo dentro de um buraco negro, provavelmente não saberíamos. 
Fonte: https://hypescience.com
[Phys]
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